Матрица – не злая: при помощи виртуальной реальности «оживили» ноги парализованного

Российские ученые рассказали о последних достижениях

Виртуальная реальность, Метавселенная, «параллельный мир». Как только не называют трехмерное пространство, создаваемое с помощью компьютеров!

В виртуальном мире можно сымитировать что угодно. Предоставлено И. Розановым.

Многие из нас уже попробовали покататься в этом пространстве на американских горках, полюбоваться какими-нибудь виртуальными джунглями на всевозможных научно-технических выставках. Да, пожалуй, на этом наше представление о виар-технологиях и заканчиваются. Мы решили расширить знания о среде, которая «взаимодействует» с человеком посредством органов чувств, ручных и ножных манипуляторов, и, как оказалось, не только развлекает, но еще тренирует, учит, лечит и не только… 

Для начала – новая бодрящая новость из Китая. Один из известнейших местных IT-гигантов объявил, что, словно папа Карло откроет своим пользователям 22 января, в китайский Новый год, собственную метавселенную или Метаверс (Metaverse – это объединение физического, биологического и цифрового миров в единое пространство). В этой измененной реальности можно будет гулять (при помощи VR-очков) по китайским торговым кварталам, заходить в бутики, примерять одежду и совершать покупки (последние-то, как раз, настоящие). По всей видимости, правительству Китая эта идея весьма приглянулась, и, по данным pandaily.com, оно замахнулось сразу на «метавселенную Китая» или Chinaverse. 

Итак, горизонт, к которому стремиться Поднебесная во главе со своей коммунистической партией, обозначен. Теперь хорошо бы понять, до каких высот развились мировые VR-технологии, которые должны будут реализовывать подобные планы, граничащие с фантастикой, и нужно ли нам вообще стремиться к ней. 

Погружение человека в VR-пространство. Предоставлено МГППУ.

За последние 34 года, прошедшие с момента, когда американский учёный в области визуализации данных и биометрических технологий Джарон Ланьер ввел понятие «виртуальная реальность», много воды утекло. Современные VR-шлемы настолько совершенны, что отслеживают незначительные наклоны  и повороты головы и моментально, тратя на детекцию доли секунды, выводят информацию на дисплей. Многоканальная акустика позволяет пользователю понимать локацию звука, чтобы, к примеру, ориентироваться на гудок виртуального трамвая. Он, конечно, не причинит вреда, – сценку про Аннушку, которая пролила масло, в виртуале пока обыграть сложно. Но, согласитесь, будет обидно, если не удастся увернуться от огромной махины.

Впрочем, первые шаги по имитации тактильных и осязательных ощущений тоже уже сделаны. Специалисты из Калифорнийского университета в Сан-Диего создали перчатки виртуальной реальности, с обратной связью. Их уже испытали на виртуальном имитаторе игры на пианино. Есть также перчатки, которые способны «нагреваться» в виртуале. 

При помощи VR-технологий учат управлять самолетом, прыгать с парашютом…

                                                            Триггер боли

Идея VR-технологий для игр, – чтобы дома лежал шлем и мы периодически в нем играли, –  не «взлетела», –  говорят специалисты. Игровой рынок очень ограничен из-за дороговизны устройств, которые, к тому же еще далеки от совершенства.  Получается так, что виртуальная реальность развивается именно для практических нужд: в медицине, образовании, космонавтике и других экстремальных профессиях.

Если первенство по устройствам для имитации «матриц» держат китайцы, то программное обеспечение разрабатывается во многих странах мира. Американцы, к примеру, лучше создают психологические программы для выведения людей из посттравматического стресса, так называемого афганского или вьетнамского синдрома. О том, как это работает, рассказывает сотрудник Института медико-биологических проблем РАН Иван Розанов.

Человеку, прошедшему тяжелые испытания, демонстрируется картинка поля боя со взрывами, стонами раненых. Для находящегося в сильной депрессии это является психологическим триггером. Он снова погружается туда, где ему, мягко говоря, не нравится, что вызывает у него неприятные патологические переживания. На первый взгляд это кажется бесчеловечным, человек может рыдать в таком виар-пространстве, просить не мучить его. Но проходит определенное время, и психологи убирают травмирующую картинку, меняя ее на успокаивающую, – человека «переносят» на берег моря в формате 3D, он слышит умиротворяющий шум прибоя. Таким образом негативные, ранящие психику воспоминания стираются. По-научному это называется «реконсолидация травматических следов памяти». Давно, лет 20 назад, еще когда не было шлемов виртуальной реальности, для выведения человека из посттравматического состояния психологи использовали просто компьютерные кровавые игры-стрелялки, доводили пациента почти до крайнего нервного возбуждения, а потом успокаивали.

Комната с камином и домашним мягким ковром может оживать под воздействием бета-ритмов нашего мозга. И. Розанов

Спрашиваю, не может ли это обернуться тем, что этот человек впоследствии будет нечувствителен не только к своей, но и к чужой боли, горю?

– Нет, – отвечает мой собеседник. – Мы, психологи, не  лезем в семантику, то есть не наполняем каким-то определенным  смыслом тот или иной образ, –  работаем только с травматическим следом памяти.

                                   «Когда я расслаблен, небо ярче»

Есть  у российских ученых и свои разработки. Так, по словам Ивана, наши программисты славятся виртуальными тренажерами которые готовят космонавтов для встречи с космической реальностью. К примеру, этим летом специалисты Центра подготовки космонавтов им. Ю.А. Гагарина представляли на армейском форуме виртуальное пространство МКС, где почти один в один были повторены жилые и бытовые отсеки, – ну все, как в настоящей станции!

В общем, мы не отстаем от западных коллег. Сейчас разрабатываем такое, что поможет даже обойти их в программном обеспечении, – говорит Розанов. – Совместно с НЦМУ «Павловский центр» (в него входит наш институт) мы создаем виртуальный шлем со встроенной шапочкой -энцефалографом. Помните, как она выглядит?

Сейчас идет обучение машины (или искусственного интеллекта) правильно  реагировать на наши альфа и бета-ритмы мозга.  Как вы, наверное,  помните, они связаны с концентрацией и расслаблением. Затем это будет работать следующим образом. Космонавт или полярник, который решит сменить привычный жилой отсек с надоевшими за несколько месяцев совместной работы коллегами на виртуальную дачу, садится в своей любимой  гостиной: горит огонь в камине, потрескивают дрова, – в общем, – обычная земная идиллия. Однако машина не оставляет его один на один с этой ненастоящей реальностью, а начинает подстраивать под него картинку в зависимости от биотоков его мозга. Как только он начинает действительно расслабляться, встроенный энцефалограф автоматически считывает бета-ритм, и от этого автоматически камин разгорается ярче, звездное небо за окном сияет ярче, в какой-то момент добавляется полярное сияние. В итоге человеческий мозг на уровне рефлексов, подсознательно начинает запоминать: «когда я расслаблен, я получаю более яркую картинку». В последующие сеансы он уже инстинктивно будет стремиться как можно быстрее расслабиться, чтобы получить эту яркость. Эту технологию мы называем управлением интерьером виртуальной реальности силой мысли. Но на самом деле направлена она на то, чтобы представитель экстремальной профессии просто научился быстро расслабляться.                                                   

                                                  Виртуальное добро

А в Московском государственном психолого-педагогическом университете разработали технологию усиления… доброты при помощи виар-программ. Называется программа сложно: «Биосоциальные и индивидуально-личностные детерминанты повышения пенсионного возраста для представителей различных профессиональных групп». Какая связь, спросите вы между повышением пенсионного возраста и добротой? Как оказалось, – прямая. Доброта, по словам руководителя проекта, профессора Татьяны Березиной, является главным ресурсом, позволяющим продлевать наше хорошее самочувствие, а значит, выполнять «линию партии» – оставаться как можно дольше в рабочем строю.

После заполнения карт здоровья, куда заносятся показатели артериального давления участников, уровень статической балансировки на одной ноге с закрытыми глазами и  психологический возраст, их тестируют на доброту. «Если у вас появились деньги, способны ли вы истратить все, что у вас есть, на подарки друзьям?», «Будете ли вы при игре в шашке поддаваться партнеру, если он заведомо играет хуже вас?», «Говорите ли вы людям приятные слова, просто, чтобы поднять им настроение?». И далее в том же духе. Затем собравшимся предлагают пройти два виртуальных квеста, которые, по мнению автора программы, должны  еще больше «прокачать» ласковое и дружеское отношение к людям. В одном из них участник тренинга должен, преодолевая страх и растерянность, спасти человека, которого ударило током. Другой направлен на оказание психологической помощи, его выполняли в парах. Один из участников тоже оказывался в виртуальной экстремальной ситуации, к примеру, на тонкой планке на большой высоте, а его помощник, не зная этого, должен был помогать ему словами, интонацией, просто держа друга крепко за руку. В заключении участники снова заполняют карты здоровья (контрольный вариант) и дружно, по-доброму, пьют чай.                                                            

                                                     Иллюзия свободы

Генерировать добро при помощи квестов, это одно, – вот научиться заново ходить после инсульта – задача куда более сложная. Такая разработка была представлена осенью прошлого года в Калининграде, на Четвертой международной конференция «Нейротехнологии и нейроинтерфейсы».

Как рассказал один из авторов работы Иван Ниненко, предложенное им и его коллегами решение помогает парализованным пациентам вернуть контроль над нижними конечностями.  А главным для этого является восстановление разорванной связи между намерением совершить движение и сокращением необходимых для этого мышц. 

В тренажёре-«учителе ходьбы» группа разработчиков впервые совместила множество элементов. Во-первых, – VR-шлем.  Он тут играет свою привычную роль – создает иллюзии. В данном случае –  поддерживает иллюзию свободной конечности и демонстрирует пациенту виртуальную цель, к которой нужно совершить движение. 

Человек хочет сделать шаг, и второй элемент тренажера – нейроинтерфейс, представляющий собой шапочку с электродами, тут же регистрирует соответствующую электрическую активность мозга. В обычной реальности сколько не старайся, а парализованная нога ни за что бы не пошла, но в данном случае ее хозяин видит в VR-шлеме, что она движется, и даже  чувствует, как она двигается! Это ее принудительно приводит в движение робот-манипулятор с высокоточными датчиками. Он перемещает ногу пациента в направлении цели в виртуальной реальности, на которой пациент мысленно сосредотачивается. 

И, наконец, последний элемент системы — электростимуляция спинного мозга поверхностными электродами, прилепленными к спине в области позвоночника, как необходимая добавка для активации конечностей.

                                              В чем опасность VR

По словам почти всех специалистов, с кем мне довелось разговаривать про виртуальную реальность, они не видят особого вреда от ее использования. Главное, говорят, – не превышать продолжительность отдельно взятого сеанса более 40 минут, – шея от тяжелого шлема заболит.

Между тем на факультете экстремальной психологии МГППУ все-таки выделили несколько  рисков, которые рекомендуют учитывать. Во-первых, это уже упомянутая утомляемость всех наших органов восприятия при долгом использовании VR-шлема, во-вторых, наличие в программах образцов асоциального, агрессивного или девиантного (нездорового) поведения. Такие очень вредны детям и подросткам. Все остальное: наличие слишком сильного воздействия на зрение, головокружения или чувства высокой скорости, – лишь дело привычки.

– Матрица не злая, – говорит в конце нашего разговора Иван Розанов. – Главное, тут, как и во всем, — чувство меры и выбор контента.

Источник: www.mk.ru